Laboratório 07 - Diodo Zener e LED

Prof. Dr. Marcelo de Oliveira Rosa Prof. MSc. José da Silva Maia 10 de agosto de 2011

Resumo Nesta experiência lidaremos com o diodo Zener como regulador de tensão para uma reti-

ficação. Faremos uso do LED para indicar condição de regulação ou não da onda retificada (Peso das questões: 1/13).

1 Lista de materiais utilizados:

• Transformador de tensão 127V_{ac}/220V_{ac} ⇒ 12 + 12V (fornecido pelo laboratório)

• Resistor de potência 100Ω (10W) e 1kΩ (10W)

• Diodos 1N400X

• Diodos Zener 10V (1W)

• Resistor 390Ω (1W)

• Capacitor eletrolítico 100μF

• LED (qualquer)

• Alicates (de corte e de bico)

• Fios para interconexão

2 Regulação sem filtro capacitivo

• Monte o circuito abaixo (desconecte o transformador da linha durante a montagem).

Figura 1: Circuito retificador com regulação sem filtro capacitivo

• Registre a forma de onda sobre o resistor R_{1} (V_{7−8}) na primeira matriz da Fig. 2.

• Registre a forma de onda sobre o resistor R_{2} (V_{8−5}) na segunda matriz da Fig. 2.

Figura 2: Matriz para registro da regulação sem filtro capacitivo

• (rel) Explique o comportamento do circuito em relação a regulação realizada pelo diodo

Zener.

3 Regulação com filtro capacitivo

• Monte o circuito abaixo (desconecte o transformador da linha durante a montagem).

Figura 3: Circuito retificador com regulação com filtro capacitivo

• Registre a forma de onda sobre o capacitor C_{1} (V_{7−5}) na primeira matriz da Fig. 4.

• Registre a forma de onda sobre o resistor R_{2} (V_{8−5}) na segunda matriz da Fig. 4.

Figura 4: Matriz para registro da regulação com filtro capacitivo

• (rel) Explique o comportamento do circuito em relação a regulação realizada pelo diodo Zener.

• Calcule as seguintes grandezas (pense no que você precisa medir para calculá-las):

– r_{C_{1}} =  (%)  – r_{R_{1}} =  (%)
– P_{R_{1}} =  (W)  – P_{R_{2}} =  (W)

– P_{zener} = (W)

• Substitua o resistor de carga R_{2} pelo de 100Ω e meça as seguintes tensões eficazes:

– V_{R_{1}} = (V) – V_{R_{2}} = (V)

• (rel) Explique o efeito dessa mudança de resistores sobre a regulação (compare as infor-

mações obtidas para os dois circuitos).

4 Regulação com filtro capacitivo e LED

• Monte o circuito abaixo (desconecte o transformador da linha durante a montagem).

Figura 5: Circuito retificador com regulação com filtro capacitivo e LED • Calcule as seguintes grandezas (pense no que você precisa medir para calculá-las):

– i_{led} = (A) – P_{led} = (W)

– P_{zener} = (W)

• (rel) Compare a potência dissipada no diodo zener desta experiência com aquela obtida, para o mesmo diodo, na experiência da seção 3.

5 Considerações finais

• Como determinar a tensão de operação (polarização reversa) de um diodo Zener?

• Considere uma tensão de alimentação variável (0 − 20V_{dc}), em substituição ao retificador em onda completa, e um diodo Zener de 10V (1W). Calcule a faixa de valores admissíveis para o resistor limitador de corrente (R_{1}), sem carga (sem R_{2})?

• Selecione então um resistor limitador com valor comercial dentro faixa. Qual a corrente que passa por resistor limitador?

• Assuma agora uma carga (R_{2}) de 1kΩ. Qual a corrente que passa pelo diodo Zener e pela resistência de carga?